Является ли движение Солнца вокруг Галактики результатом гравитационного притяжения?

Является ли движение Солнца (и других звезд Млечного Пути) вокруг галактики прямым следствием радиальной гравитационной силы, направленной к объектам в центре галактики, или действуют дополнительные силы?

Ответы (2)

Я бы сказал, что ответ на ваш вопрос и да, и нет. Да, орбита нашего Солнца в Млечном Пути обусловлена ​​исключительно гравитационными силами, как вы предполагаете, но нет тем, что они не все направлены радиально к центру галактики.

Движение Солнца вокруг центра нашей галактики можно разбить на два движения. Первый — это «азимутальное» орбитальное движение вокруг центра галактики из-за радиальных гравитационных сил от внутренних масс к нашей орбите (будь то звезды, газ/пыль, темная материя, драконы и т. д.). Другой тип движения — это колебания в плоскости Млечного Пути и из нее. Это также вызвано гравитационными силами, хотя и не радиальными силами от центра Млечного Пути. Когда Солнце движется «над» плоскостью Млечного Пути, внизу оказывается больше массы, чем наверху, и оно тянется «вниз». Когда он находится в плоскости, он имеет остаточную энергию от «падения вниз» и продолжает падать «ниже» плоскости, где затем его тянет обратно «вверх».

Звезды Млечного Пути вращаются вокруг Млечного Пути из-за всей массы, из которой состоит Млечный Путь. Этот другой материал включает в себя звезды, другую обычную материю, такую ​​как газовые облака, и, возможно, темную материю. Я использовал «возможно», потому что темная материя еще не подтверждена.

Общая теория относительности не объясняет орбиты звезд вокруг галактики, предполагая, что единственной формой массы является обычная материя. Это приводит к двум возможностям: либо общая теория относительности (и, в более широком смысле, ньютоновская гравитация) как-то неверна в галактических масштабах, либо масса имеет вкус, отличный от обычной материи. Первое приводит к альтернативным формулировкам гравитации, таким как МОНД . Последнее приводит к альтернативным формам массы, таким как темная материя. Хотя существование темной материи еще предстоит подтвердить, подавляющее большинство астрофизиков склоняются к последнему предположению, что обычная материя — не единственная форма материи.

Я знаю некоторых астрофизиков, которые посмеются над вами даже за упоминание МОНД.
Движение звезд и т. д. требует только наличия большого количества темной недиссипативной материи. Нормальная материя в виде маломассивных звезд и т. д. подходила бы всем требованиям (но не была обнаружена). Небарионная природа темной материи вытекает из других соображений — например, изначального содержания и динамики скоплений галактик.
@RobJeffries Учитывая, что сейчас принято считать, что темная материя сильно влияет на орбиту Солнца вокруг галактического центра, все еще считается, что она «качается» вверх и вниз примерно четыре раза на каждую орбиту из-за концентрации материи в галактической плоскости. ?
@JackR.Woods На самом деле это не так и не так. Считается, что внутри орбиты Солнца нет огромного количества темной материи и нет концентрации темной материи в плоскости. Насколько я помню, он ускоряет Солнце на своей орбите на несколько десятков км/с (из 230 км/с). Солнце совершает вертикальные колебания с периодом в 70 миллионов лет. Также считается, что существуют радиальные колебания аналогичного размера с циклом в 150 миллионов лет.
@JackR.Woods - Ореол темной материи (если он существует) должен быть близок к сферически-симметричному распределению массы. Это, безусловно, меняет период, но не может заставить звезды «качаться вверх и вниз». Это работа спиральных рукавов.
@zephyr -- Темная материя кажется выигрышным предложением, особенно с учетом Галактики Пуля. Тем не менее, альтернативные варианты должны оставаться открытыми до тех пор, пока ученые явно не обнаружат темную материю.
@DavidHammen Это просто из-за псевдошма из-за вертикального профиля плотности диска (который включает почти неизмеримый вклад темной материи).
@RobJeffries «Считается, что внутри орбиты Солнца не существует огромного количества темной материи [...]». Я думал, что примерно половина массы внутри орбиты Солнца темная (это не так много, как темная материя идет, но по отношению к барионной составляющей она конечно значительна). Для экспоненциального диска (какими, по наблюдениям, являются барионные части дисковых галактик) скорость вращения достигает пика при радиусе 2,1 масштаба, а затем падает. Для Млечного Пути, который находится внутри Солнца, нет никаких признаков падения.
@WalterWalter Обычно я бы подчинялся вам в подобном вопросе, и я, вероятно, сделаю это здесь, но не могли бы вы уточнить? Например, я думаю, что мое воспоминание было основано на рис. 2 у Клыпина и др. (2002) adsabs.harvard.edu/abs/2002ApJ...573..597K Модель на нижней панели показывает, что темная материя не доминирует на кривой вращения до 13 кпк от Галактики. Без темной материи Солнце вращалось бы примерно на 50 км/с медленнее.
@Walter Конечно, даже в этой статье есть и другие модели, которые показывают, что темная материя немного важнее, но все же составляет только 1/3 орбитальной скорости Солнца. Я думаю, это старая газета; дело сдвинулось?
@RobJeffries Я не следил за этим в последнее время, но 1/3 значительна, хотя, возможно, и не «огромна». Детали по-прежнему очень сильно зависят от модели. Однако вертикальное движение определенно ангармонично (поскольку плотность не постоянна с z по орбите Солнца).
@ Уолтер Согласен. Не незначительный, но и не доминирующий. Да, ангармонический был бы лучше, чем псевдо-SHM; это то, что я имел в виду.
Является ли движение Солнца вокруг Галактики результатом гравитационного притяжения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v